(57)【要約】  静電チャックおよびグリップシステムは、異なる直径を有するワークピースをクランプし、処理するように構成される。イオン注入装置は、プロセスチャンバ内の第１のワークピースおよび第２のワークピースに選択的にイオンを提供し、第１のワークピースの直径は第２のワークピースの直径よりも大きい。チャックは、イオンへの曝露中、処理チャンバ内でそれぞれの第１のワークピースまたは第２のワークピースを支持する。ロードロックチャンバは、プロセス環境を外部環境から隔離し、プロセスチャンバと外部環境との間での第１のワークピースまたは第２のワークピースの移送中に、それぞれの第１のワークピースまたは第２のワークピースのためのワークピース支持部を有する。真空ロボットは、チャックとワークピース支持部との間で第１のワークピースまたは第２のワークピースを移送し、複数の段差付きガイドの間において第１のワークピースまたは第２のワークピースを選択的にグリップするように構成されたグリップ機構を有する。
2019537191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入システムであって、
プロセスチャンバに複数のイオンを供給するイオン注入装置、
第１のワークピースおよび第２のワークピースのそれぞれを前記複数のイオンに曝露する間に、前記プロセスチャンバ内において、前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースのうちの１つを選択的に支持するチャックであって、前記第２のワークピースの直径が前記第１のワークピースよりも大きいチャック、
前記プロセスチャンバに動作可能に結合されているロードロックチャンバであって、前記ロードロックチャンバが、前記プロセスチャンバと外部環境との間において前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースのうちの１つのそれぞれを移送する間に、前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースのうちの１つのそれぞれを支持するワークピース支持部を備えるロードロックチャンバ、および、
前記チャックと前記ワークピース支持体との間において、前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースのうちの１つのそれぞれを、第１のグリップ機構を介して移送するロボット、を備え、
前記第１のグリップ機構は、グリップ位置と解放位置との間を移動する複数のグリップアームと、該複数のグリップアームに動作可能に結合された複数のガイドとを備え、
前記複数のガイドは、前記第１のワークピースの直径に関連する第１のグリップ部と、前記第２のワークピースの直径に関連する第２のグリップ部とを備え、
前記第２の直径は前記第１の直径よりも大きく、
前記複数のグリップアームが前記グリップ位置にあるとき、前記複数のガイドの前記第１のグリップ部は、該第１のグリップ部の間に前記第１のワークピースを選択的にグリップし、かつ、前記複数のガイドの前記第２のグリップ部は、該第２のグリップ部の間に前記第２のワークピースを選択的にグリップし、
前記複数のグリップアームが前記解放位置にあるとき、前記複数のガイドの前記第１のグリップ部および前記第２のグリップ部は、前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースのそれぞれを、選択的に解放する、イオン注入システム。
【請求項２】
前記複数のガイドのそれぞれは、前記第１のグリップ部に関連する第１の機構と、前記第２のグリップ部に関連する第２の機構とを有している、請求項１に記載のイオン注入システム。
【請求項３】
前記複数のガイドのそれぞれにおいて、前記第１の機構および前記第２の機構のそれぞれは、ノッチまたは段差のそれぞれを含む、請求項２に記載のイオン注入システム。
【請求項４】
前記ロボットは、前記第１のグリップ機構が前記グリップ位置に位置したと同時に、前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースのうちの１つを、前記ワークピース支持部および前記チャックのそれぞれから選択的に回収し、
前記ロボットは、前記第１のグリップ機構が前記解放位置に位置したと同時に、前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースを、前記ワークピース支持部および前記チャックの上のそれぞれに、選択的に配置する、請求項１に記載のイオン注入システム。
【請求項５】
前記ワークピース支持部は、支持プレートに固定して結合されている複数の支持部材を備え、
前記支持部材のそれぞれは、前記第１のワークピースの直径に関連する第１の支持構造と、前記第２のワークピースの直径に関連する第２の支持構造とを備えている、請求項１に記載のイオン注入システム。
【請求項６】
前記第１の支持構造および前記第２の支持構造のそれぞれは、前記支持部材のそれぞれにおいて画定されている段差を備えている、請求項５に記載のイオン注入システム。
【請求項７】
前記第１の支持構造は第１の平面を画定し、前記第２の支持構造は第２の平面を画定し、前記第１の平面は前記第２の平面よりも低い、請求項６に記載のイオン注入システム。
【請求項８】
前記第１のワークピースの直径が約１５０ｍｍであり、前記第２のワークピースの直径が２００ｍｍである、請求項１に記載のイオン注入システム。
【請求項９】
イオン注入システムであって、
第１のワークピースまたは第２のワークピースのそれぞれがプロセスチャンバ内に位置しているときに、前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースに、複数のイオンを選択的に供給するイオン注入装置であって、前記第１のワークピースの直径が前記第２のワークピースの直径よりも大きいイオン注入装置、
前記第１のワークピースまたは前記第２のワークピースのそれぞれを前記複数のイオンに曝露する間に、前記プロセスチャンバ内において、前記第１のワークピースまたは前記第２のワークピースのそれぞれを支持するチャック、
前記プロセスチャンバに動作可能に結合されているロードロックチャンバであって、（ｉ）プロセス環境を外部環境から隔離し、かつ、（ｉｉ）前記プロセスチャンバと前記外部環境との間において前記第１のワークピースまたは前記第２のワークピースを移送する間に、前記第１のワークピースまたは前記第２のワークピースのそれぞれを支持するワークピース支持部を備えている、ロードロックチャンバ、および、
前記プロセスチャンバ内の前記チャックと前記ロードロックチャンバ内の前記ワークピース支持部との間において、前記第１のワークピースまたは前記第２のワークピースのそれぞれを移送する真空ロボットであって、第１の複数の段差付きガイドの間において、前記第１のワークピースまたは前記第２のワークピースを選択的にグリップする第１のグリップ機構を有する真空ロボット、を備える、イオン注入システム。
【請求項１０】
前記第１の複数の段差付きガイドは、前記第１のワークピースに関連する第１の受止め段差と、前記第２のワークピースに関連する第２の受止め段差とを備える、請求項９に記載のイオン注入システム。
【請求項１１】
前記第１の受止め段差および前記第２の受止め段差は、前記第１の複数の段付きガイドに画定された凹状のくぼみを備える、請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１２】
前記第１のグリップ機構は、複数のグリップアームに動作可能に結合された複数のガイドを備え、
前記複数のガイドは、前記第１のワークピースの直径に関連付けられた第１のグリップ部と、前記第２のワークピースの直径に関連付けられた第２のグリップ部とを備え、
前記複数のグリップアームがグリップ位置にあるとき、前記複数のガイドの前記第１のグリップ部は、該第１のグリップ部の間に前記第１のワークピースを選択的にグリップし、かつ、前記複数のガイドの前記第２のグリップ部は、該第２のグリップ部の間に前記第２のワークピースを選択的にグリップし、
前記複数のグリップアームが解放位置にあるとき、前記複数のガイドの前記第１のグリップ部および前記第２のグリップ部は、前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースのそれぞれを、選択的に解放する、請求項９に記載のイオン注入システム。
【請求項１３】
前記チャックは、スキャンアームのベースに動作可能に結合され、
前記チャックは、
前記ベースに動作可能に結合されている中央静電チャック部材であって、前記第１のワークピースを支持および静電的に固定する中央チャック表面を有する、中央静電チャック部材、
前記ベースに動作可能に結合された第１の周辺静電チャック部材であって、（ｉ）前記中央静電チャック部材をほぼ取り囲み、かつ、（ｉｉ）少なくとも前記第２のワークピースの周辺領域を支持および静電的に固定する第１の周辺チャック表面を有し、前記第２のワークピースの直径が、前記第１のワークピースの直径よりも大きい、第１の周辺静電チャック部材、
注入位置と引込位置との間において、前記中央静電チャック部材に対し、前記第１の周辺静電チャック部材を、前記中央チャック表面に対してほぼ垂直な軸に沿って選択的に移動させるエレベータであって、前記第１の周辺チャック表面は、伸長位置にあるときに前記中央チャック表面とほぼ同一平面上にあり、かつ、前記引込位置にあるときに前記中央チャック表面の下方にある、エレベータ、および、
第１の周辺シールドであって、前記第１の周辺静電チャック部材が前記引込位置にあるときに、前記第１の周辺シールドが前記第１の周辺チャック表面を選択的に覆う、第１の周辺シールド、を備える、請求項９に記載のイオン注入システム。
【請求項１４】
異なるサイズの複数のワークピースを個々にグリップするためのグリップ機構であって、前記グリップ機構は、
グリップ位置と解放位置との間を移動する複数のグリップアーム、および該複数のグリップアームに動作可能に結合された複数のガイドを備え、
前記複数のガイドが、第１のワークピースの直径に関連付けられた第１のグリップ部と、第２のワークピースの直径に関連付けられた第２のグリップ部とを有し、
前記第２の直径は、前記第１の直径よりも大きく、
前記複数のグリップアームが前記グリップ位置にあるとき、前記複数のガイドの前記第１のグリップ部は、該第１のグリップ部の間に前記第１のワークピースを選択的にグリップし、かつ、前記複数のガイドの前記第２のグリップ部は、該第２のグリップ部の間に前記第２のワークピースを選択的にグリップし、
前記複数のグリップアームが解放位置にあるとき、前記複数のガイドの前記第１のグリップ部および前記第２のグリップ部は、前記第１のワークピースおよび前記第２のワークピースのそれぞれを、選択的に解放する、グリップ機構。
【請求項１５】
前記複数のガイドのそれぞれは、前記第１のグリップ部に関連する第１の機構と、前記第２のグリップ部に関連する第２の機構とを有している、請求項１４に記載のグリップ機構。
【請求項１６】
前記複数のガイドのそれぞれにおいて、前記第１の機構および前記第２の機構のそれぞれは、ノッチまたは段差のそれぞれを含む、請求項１５に記載のグリップ機構。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願へのリファレンス〕
本出願は、２０１６年９月３０日に出願された「MULTIPLE DIAMETERIN-VACUM WAFER HANDLING」と題する米国特許出願第１５／２８１，６００号の利益を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
〔技術分野〕
本発明は、一般に、ワークピースハンドリングシステムに関し、より詳細には、イオン注入システムにおいて様々な直径のワークピースをハンドリングするためのシステムおよび方法に関する。
【０００３】
〔背景技術〕
半導体産業では、半導体ウエハまたは基板などのワークピースは、ワークピースハンドリングシステムによってプロセスステップ間でロボット的に移送されることが多い。イオン注入システムは、しばしば、大気圧ワークピースキャリアとイオン注入装置に結びついている真空プロセスチャンバとの間でワークピースを移送するためのワークピースハンドリングシステムを利用する。従来のワークピースハンドリングシステムは、グリップが結合されたロボットを備え、グリップは、ワークピースのエッジを選択的に把持するように構成されている。
【０００４】
典型的なイオン注入装置では、例えば、ワークピースハンドリングは、従来、特定のワークピースサイズに対して固定されており、ワークピースに衝突するイオンビームのサイズは、ワークピースのサイズに適応している。例えば、直径２００ｍｍのウエハにイオンを注入する場合には、２００ｍｍ幅のイオンビームが注入に利用されることが多い。しかし、直径１５０ｍｍのウエハにイオンを注入することが望まれる場合、ワークピースハンドリングシステムおよびイオン注入システムの様々な構成要素は、異なるサイズのワークピースに対応させるために従来の方法で変更される。例えば、グリップおよび静電チャックは、典型的には、単一のワークピースのサイズにイオンを注入するように設計されている。しかし、ワークピースのサイズが変化すると、グリップ、静電チャック、および／またはロボットハンドリング構成要素全体も従来の方法で変更される。
【０００５】
したがって、従来のイオン注入システムは、注入対象のワークピースのサイズと、それに衝突させるイオンビームのサイズとに基づく、予め定められた処理装置サイズを利用する。異なるサイズのワークピースが注入対象となる場合、または異なるサイズのイオンビームが注入のために利用される場合、ワークピースハンドリング装置に対する様々な変更も行われ、したがって、コストが増加し、生産性の損失を招く。
【０００６】
〔発明の概要〕
本発明は、イオン注入システムにおいて様々なサイズのワークピースを取り扱うためのシステム、機器、および方法を提供することによって、従来技術の制限を克服する。したがって、以下に、本発明の態様を基本的に理解するために、本発明の概要を簡単に説明する。この発明の概要は、本発明の外延的な概観ではない。これは、本発明の重要なまたは重大な要素を同定したり、発明の範囲を線引きしたりすることを意図したものではない。この目的は、後に記載する詳細な説明の序文として、本発明のいくつかの概念を単純化した形で示すことにある。
【０００７】
一般に、静電チャックは、異なる直径を有するワークピースをクランプするために提供される。一つの例では、中央静電チャック部材は、第１の直径の第１のワークピースに関連付けられ、第１の周辺静電チャック部材は、第１の直径より大きい第２の直径の第２のワークピースに関連付けられる。エレベータが、第１の周辺静電チャック部材を、引込位置と伸長位置との間で中央静電チャック部材に対して平行移動させる。引込位置では、第１のワークピースは第１の表面のみと接触する。注入位置とも呼ばれる伸長位置では、第２のワークピースは、第１の表面および第２の表面と接触する。第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材が引込位置にあるとき、第２の表面を概ね遮蔽する。追加のワークピース直径に適応するように、さらなる周辺静電チャック部材および周辺シールドを追加することができる。
【０００８】
１つの例示的な態様によれば、本開示の静電チャックシステムは、第１のワークピースの直径に関連する第１の直径を有する中央静電チャック部材を備え、中央静電チャック部材は、スキャンアームのベースに動作可能に結合され、第１のワークピースを支持するように構成された第１の表面を有する。第１の周辺静電チャック部材は、第１の直径に関連する第１の内径と、第２のワークピースの直径に関連する第１の外径とを有する。第１の周辺静電チャック部材はまた、スキャンアームのベースに動作可能に結合され、第２のワークピースの周辺領域を支持するように構成された第２の表面を有する。
【０００９】
エレベータは、第１の表面にほぼ垂直な軸に沿って、引込位置と伸長位置との間で、中央静電チャック部材に対して第１の周辺静電チャック部材を平行移動させるように構成されている。引込位置では、第１のワークピースは第１の表面のみと接触する。この例における伸長位置では、第２のワークピースは第１の表面と第２の表面とに接触する。
【００１０】
さらに、第１の内径に関連する第１のシールド内径と、第１の外径に関連する第１のシールド外径とを有する第１の周辺シールドが提供される。例えば、第１の周辺静電チャック部材は、第１の周辺静電チャック部材が引込位置にあるとき、第２の表面をシールドするように構成される。
【００１１】
一つの例によれば、中央静電チャックは、スキャンアームのベースに対して固定され、エレベータは、第１の周辺静電チャック部材を引込位置と伸長位置との間で平行移動させるように構成される。
【００１２】
別の一つの例では、第１の外径に関連する第２の内径と、第３のワークピースの直径に関連する第２の外径とを有する第２の周辺静電チャック部材が提供される。第３のワークピースの直径は、例えば、第２のワークピースの直径よりも大きく、第２の周辺静電チャック部材は、スキャンアームのベースに動作可能に結合され、第３のワークピースの周辺領域を支持するように構成された第３の表面を有し、エレベータは、引込位置と伸長位置との間で、中央静電チャック部材に対して第２の周辺静電チャック部材を平行移動させるようにさらに構成される。この例における伸長位置では、第３のワークピースは、第１の表面、第２の表面、および第３の表面に接触する。
【００１３】
別の例によれば、コントローラは、エレベータの制御を介して、第１の周辺静電チャック部材、第２の周辺静電チャック部材のうちの１つまたは複数の引込位置および伸長位置を個々に制御するように構成される。別の例では、電源が、中央静電チャック部材、第１の周辺静電チャック部材、および第２の周辺静電チャック部材のうちの１つまたは複数に動作可能に結合される。従って、制御装置は、例えば、中央静電チャック部材、第１の周辺静電チャック部材、および第２の周辺静電チャック部材を選択的に通電するようにさらに構成される。
【００１４】
第２の内径に関連する第２の内側シールド直径と、第２の外径に関連する第２の外側シールド直径とを有する第２の周辺シールドが、別の例でさらに提供される。第２の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材が伸長位置にあり、第２の周辺静電チャック部材が引込位置にあるとき、第３の表面をシールドするように構成される。例えば、第２の外側シールド直径は、第２の外径以上である。
【００１５】
第１の周辺シールドおよび第２の周辺シールドのうちの１つ以上は、例えば、ケイ素でコーティングされたアルミニウムディスクなどの半導体材料から構成された表面を含む。一つの例では、第１および／または第２の周辺シールドは、半導体ウエハなどの半導体材料から構成される。
【００１６】
中央静電チャック部材、第１の周辺静電チャック部材、第２の週辺静電チャック部材などの第１の表面および第２の表面のうちの１つまたは複数に、１つまたは複数の背面ガスオリフィスをさらに設けることができる。したがって、背面ガスソースは、処理されるワークピースの背面ガス冷却または加熱のために、１つまたは複数の背面ガスオリフィスに背面ガスを提供するように構成される。例えば、１つ以上のガス分配通路が、中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材内に画定され、１つ以上のガス分配通路は、１つ以上の背面ガスオリフィスと流体連通している。
【００１７】
別の例によれば、１つ以上の側壁オリフィスが、中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材のそれぞれの側壁に画定され、１つ以上の側壁オリフィスは、１つ以上のガス分配通路と液体連通している。動的シールは、別の例において、複数の１つ以上の側壁オリフィスの各々に関連付けられ、動的シールは、通常、中央静電チャック部材に対する第１の周辺静電チャック部材の平行移動を可能にし、一方で、１つ以上の側壁オリフィスからの外部環境への背面ガスの漏れを防止する。
【００１８】
別の例では、背面ガスソースは、中央静電チャック部材に動作可能に結合され、１つまたは複数のガス分配通路は、１つまたは複数の側壁オリフィスを通じて背面ガスを少なくとも第１の周辺静電チャック部材に提供する。
【００１９】
さらに別の例によれば、１つまたは複数の移送装置は、第１のワークピース、第２のワークピース、および第１の周辺シールドを、第１の表面と第２の表面との間で選択的に移送するように構成される。さらなる例では、イオン注入装置がさらに提供され、イオンビームのサイズは、静電チャック上にクランプされた任意のサイズのワークピースに注入するように構成可能である。
【００２０】
本開示の別の例示的な態様によれば、異なる直径の第１のワークピースおよび第２のワークピースにイオンを注入する手法が提供される。例えば、第１の周辺シールドは、第１のワークピースにイオンを注入したいときに、第１の周辺静電チャック部材の第２の表面に配置される。第１の周辺静電チャック部材は、中央静電チャック部材に対して引っ込められ、第２の表面は、第１の表面から奥まっており、第１のワークピースは、中央静電チャック部材の第１の表面上に配置される。したがって、イオンビームを第１のワークピースに対して通過させることによって、イオンが第１のワークピースに注入される。
【００２１】
第２のワークピースにイオンを注入することが望まれるとき、第１のワークピースは、中央静電チャック部材から取り出され、第１の周辺静電チャック部材は、中央静電チャック部材に対して上昇させられる。したがって、第２の表面は、第１の表面とほぼ同一平面上にある。第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材の第２の表面から除去され、第２のワークピースは、中央静電チャック部材の第１の表面および第１の周辺静電チャック部材の第２の表面上に配置され、イオンが注入される。注入が完了すると、第２のワークピースは、中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材から取り出される。
【００２２】
上記の概要は、いくつかの実施形態の本発明のいくつかの特徴の簡単な概観を与えることを単に意図したものであり、他の実施形態は、上述の特徴とは追加のおよび／または異なった特徴を備えることができる。特に、この発明の概要は、本出願の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。したがって、前述の目的および関連する目的を達成するために、本発明は、以下に記載され、特に特許請求の範囲において指摘される特徴を含む。以下の記述および添付の図面は、ある具体的な実施形態を詳細に記載する。しかし、これらの実施形態は、本願の原理が採用され得る種々の方法のうちのいくつかを示す。本発明の他の目的、利点、および新規な特徴は、図面と併せて考慮されるとき、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００２３】
〔図面の簡単な説明〕
図１は、本開示のいくつかの態様による例示的なイオン注入システムの構成図である。
【００２４】
図２Ａ〜２Ｂは、本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１および第２のワークピースそれぞれの斜視図を示す。
【００２５】
図３Ａ〜３Ｂは、本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１および第２のワークピースそれぞれの断面側面図を示す。
【００２６】
図４は、本開示の様々な態様によるスキャンアームに取り付けられた例示的なチャックシステムの断面側面図を示す。
【００２７】
図５Ａ〜５Ｃは、本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１、第２、および第３のワークピースそれぞれの断面側面図を示す。
【００２８】
図６Ａ〜６Ｃは、本開示の様々な態様による、第１のワークピースの処理に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図である。
【００２９】
図７Ａ〜７Ｂは、本開示の様々な態様による、第２のワークピースの処理に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図を示す。
【００３０】
図８Ａ〜８Ｂは、本開示の様々な態様による、第２および第１のワークピースがそれぞれグリップされた例示的なグリップ機構の平面図を示す。
【００３１】
図８Ｃは、図８Ａ〜８Ｂの例示的なグリップ機構の斜視図である。
【００３２】
図９Ａ〜９Ｂは、本開示の様々な態様による、各グリップ位置および解放位置における例示的なグリップ機構の平面図である。
【００３３】
図１０は、本開示の様々な態様による例示的なロードロック支持部の斜視図を示す。
【００３４】
図１１Ａ〜１１Ｂは、本開示の様々な態様による、第１および第２のワークピースをそれぞれ支持する例示的なロードロック支持部の平面図を示す。
【００３５】
図１２Ａは、本開示の様々な態様による、３つの異なるサイズのワークピースを支持するための例示的な支持部材の平面図である。
【００３６】
図１２Ｂは、本開示の様々な態様による、第１、第２、および第３のワークピースそれぞれを支持する図１２Ａの例示的な支持部材の側面図である。
【００３７】
図１２Ｃは、本開示の種々の態様による、第１、第２、および第３のワークピースそれぞれを支持する複数の支持部材の平面図である。
【００３８】
図１３は、本開示のさらに別の態様に従って、様々な直径のワークピースをクランプし、イオンを注入するための手順を示す。
【００３９】
〔詳細な説明〕
本開示は、概して、イオン注入システムにおいて様々な直径のワークピースをクランプするためのシステム、装置、および方法に関する。したがって、本発明は、図面を参照して説明され、同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指すために使用され得る。これらの態様の記述は単に例示であり、それらは限定的な意味で解釈されるべきではないことを理解されたい。以下の記述では、説明の目的で、本発明を完全に理解するために、多くの具体的な細部を記載する。しかし、当業者には、これらの具体的な細部がなくても、本発明を実施できることが明らかであろう。さらに、本願の範囲は、添付の図面に関して以下に説明される実施形態または実施例によって限定されることを意図されず、添付の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることが意図される。
【００４０】
また、図面は、本発明の実施形態のいくつかの態様を例示するために提供されており、したがって、概略的なものに過ぎないとみなされるべきであることにも留意されたい。特に、図面に示される要素は、互いに縮尺を合わせる必要はなく、図面における様々な要素の配置は、それぞれの実施形態を明確に理解するために選択され、必ずしも、実施形態による実装における様々な構成要素の実際の相対的な位置の表現であると解釈されるべきではない。さらに、本明細書で説明される様々な実施形態および実施例の特徴は、特に断らない限り、互いに組み合わせることができる。
【００４１】
また、以下の説明では、図面に示されるか、または本明細書で説明される機能ブロック、装置、コンポーネント、回路素子、または他の物理的ユニットもしくは機能ユニット間の任意の直接接続または結合を、間接接続または結合によって実施することもできることを理解されたい。さらに、図面に示される機能ブロックまたはユニットは、１つの実施形態において別個の特徴または回路として実装されてもよく、さらにまたは代替的に、別の実施形態において一般的な特徴または回路において完全にまたは部分的に実装されてもよいことを理解されたい。例えば、いくつかの機能ブロックは、シグナルプロセッサなどの一般的なプロセッサ上で動作するソフトウエアとして実装されてもよい。さらに、以下の明細書において有線ベースであるとして説明される任意の結合は、逆のことが言及されない限り、ワイヤレス通信として実装されてもよいことを理解されたい。
【００４２】
本発明の一態様によれば、図１は例示的な真空システム１００を示す。本実施例における真空システム１００は、イオン注入システム１０１を備えるが、プラズマプロセスシステムまたは他の半導体プロセスシステムなどの様々な他のタイプの真空システムも意図される。イオン注入システム１０１は、例えば、ターミナル１０２、ビームラインアセンブリ１０４、およびエンドステーション１０６を含む。
【００４３】
一般的に言えば、ターミナル１０２内のイオン源１０８は、電源１１０に結合されて、ドーパントガスを複数のイオンにイオン化し、イオンビーム１１２を形成する。本実施例におけるイオンビーム１１２は、ビームステアリング装置１１４を通り、アパーチャ１１６を出てエンドステーション１０６に向かう。エンドステーション１０６において、イオンビーム１１２は、チャック１２０システム（例えば、静電チャックまたはＥＳＣ）に選択的にクランプまたは取り付けられたワークピース１１８（例えば、シリコンウエハなどの半導体、表示パネルなど）に衝突する。いったんワークピース１１８の格子に埋め込まれると、注入されたイオンは、ワークピースの物理的および／または化学的特性を変化させる。このため、イオン注入は、半導体デバイスの製造および金属仕上げ、ならびに材料科学研究における様々な用途において使用される。
【００４４】
本開示のイオンビーム１１２は、ペンシルまたはスポットビーム、リボンビーム、スキャンビーム、またはイオンがエンドステーション１０６に向けられる任意の他の形態など、あらゆる形態をとることができ、そのような形態はすべて、本開示の範囲内に入ることが意図される。
【００４５】
１つの例示的な態様によれば、エンドステーション１０６は、真空チャンバ１２４などの処理チャンバ１２２を備え、処理環境１２６が処理チャンバに関連付けられる。処理環境１２６は、一般に、処理チャンバ１２２内に存在し、一実施例では、処理チャンバに結合され、処理チャンバを実質的に排気するように構成された真空源１２８（例えば、真空ポンプ）によって生成される真空を含む。
【００４６】
イオン注入システム１０１を利用した注入中、荷電イオンがワークピースと衝突するにつれて、エネルギーが熱の形態でワークピース１１８上に蓄積され得る。対策をとらなければ、そのような熱は、ワークピース１１８を歪ませたり、割ったりする可能性があり、これは、いくつかの実施態様では、ワークピースを価値のないものにする（または極めて価値の低いものにする）可能性がある。ワークピース１１８の望ましくない加熱から、他の望ましくない影響も生じ得る。
【００４７】
したがって、別の実施例によれば、チャックシステム１２０は、背面ガスソース１３０を備え、背面ガスソース１３０は、ワークピースをイオンビーム１１２に曝露する間、処理チャンバ１２２内のワークピース１１８の背面に背面ガス１３２を供給するように構成される。一実施例では、背面ガスは、乾燥窒素などの不活性ガスを含む。このように、背面ガスを供給する背面ガスソース１３０は、背面ガスを保持／貯蔵するための圧力タンクまたは容器（図示せず）を含むことができる。別の実施例によれば、電源１３４が提供され、この電源は、チャックシステムにワークピース１１８を静電クランプするために、チャックシステム１２０に動作可能に結合される。チャックシステム１２０については、後でより詳細に説明する。
【００４８】
別の態様によれば、ロードロックチャンバ１３６は、処理チャンバ１２２にさらに動作可能に結合され、ロードロックチャンバは、処理環境１２６を外部環境１３８から隔離するように構成される。ロードロックチャンバ１３６は、処理チャンバ１２２と外部環境１３８との間のワークピースの移送中にワークピース１１８を支持するように構成されたワークピース支持部１４０をさらに含む。複数のロードロックドア１４２は、ロードロックチャンバ１３６を処理チャンバ１２２および外部環境１３８それぞれに動作可能に結合する。したがって、ロードロックチャンバ１３６は、ロードロックチャンバ環境の変動によって、処理環境１２６（例えば、乾燥した真空環境）を真空システム１００内に維持する。ロードロックチャンバ１３６内の圧力は、例えば、処理環境１２６に関連する真空と、外部環境１３８に関連する外部圧力（例えば、大気圧）との間で変化するように構成される。したがって、ロードロックチャンバ１３６は、イオン注入システム内の真空（例えば、処理環境１２６）の質を損なうことなく、ワークピース１１８をイオン注入システム１０１内へ、およびイオン注入システム１０１から移送することを可能にする。
【００４９】
一実施例では、以下により詳細に説明するように、真空移送装置１４４（例えば、真空ロボット）が提供され、真空移送装置は、ロードロックチャンバ１３６内のロードロック支持部１４６とチャックシステム１２０との間でワークピース１１８を移送するように構成される。さらに別の実施例では、大気移送器具１４８（例えば、大気ロボット）は、ワークピース移送容器１５０（例えば、ＦＯＵＰ）とロードロックチャンバ１３６内のロードロック支持部１４６との間でワークピース１１８を移送するように構成される。例えば、大気移送器具１４６は、ワークピース１１８をワークピース移送容器１５０から取り外し、および／またはワークピース移送容器１５０に戻すように構成される。真空移送装置１４４および大気移送装置１４８についても、後で詳細に説明する。
【００５０】
別の実施例によれば、コントローラ１５２が提供され、コントローラ１５２は、イオン注入システム１０１、チャックシステム１２０、真空源１２８、背面ガスソース１３０、電源１３４、真空移送装置１４４、大気移送装置１４８および真空システム内の他の構成要素など、真空システム１００の１つまたは複数の構成要素を制御するように構成される。１つのコントローラ１５２が本明細書で説明されているが、真空システム１００内の様々な構成要素の制御は、別個のコントローラまたは複数のコントローラを利用して達成することができ、すべてが本開示の範囲内にあるとみなされることを理解されたい。
【００５１】
図２Ａ〜２Ｂ、３Ａ〜３Ｂ、４を全体的に参照して、本開示の別の例示的な態様に従って、例示的なチャックシステム２００をより詳細に説明する。図１のチャックシステム１２０およびチャックシステム２００（静電チャックシステムとも呼ばれる）は、複数のサイズのワークピース１１８を効率的に処理するために、図１の真空システム１００に実装され得ることが理解される。例えば、以下に説明するチャックシステム１２０、２００は、とりわけ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、および３００ｍｍなどの多数の直径を有するワークピース１１８において特に使用される。ワークピース１１８の特定のサイズが本明細書に記載されているが、本開示は、ワークピースの特定のサイズに限定されず、本開示の様々な変更は、より大きいおよび／またはより小さいサイズのワークピースを処理するために容易に行うことができ、すべてのそのような変更は、本開示の範囲内に入るものとして企図されることに留意されたい。
【００５２】
図２Ａ〜２Ｂに見られるように、例えば、チャックシステム２００は、スキャンアーム２０３に動作可能に結合されるベース２０２を備えている。スキャンアームは、当業者に公知の種々の方法で、図１のイオンビーム１１２を通してベースを選択的にスキャンするように構成されるが、本明細書においてさらに詳しくは述べない。一実施例によれば、図３Ａの中央静電チャック部材２０４は、ベース２０２に動作可能に結合され、中央静電チャック部材は、少なくとも第１のワークピース２０８を支持し、静電的にクランプするように構成された中央チャック表面２０６を有する。中央静電チャック部材２０４は、例えば、第１のワークピース２０８の直径２１２に関連する第１の中央直径２１０を有する。例えば、第１の中央直径２１０は、第１のワークピース２０８の直径２１２よりもわずかに（例えば、２ｍｍ）小さい。
【００５３】
一実施例によれば、第１の周辺静電チャック部材２１４がさらに提供され、第１の周辺静電チャック部材は、ベース２０２にさらに動作可能に結合される。第１の周辺静電チャック部材２１４は、例えば、概ね中央静電チャック部材２０４を取り囲んでいる。本実施例では、第１の周辺静電チャック部材２１４は、図３Ｂに示されるように、第１の中央直径２１０に関連する第１の内径２１６と、第２のワークピース２２２の直径２２０に関連する第１の外径２１８とを有する。第２のワークピース２２２の直径２２０は、例えば、図３Ａの第１のワークピース２０８の直径２１２よりも大きい。例えば、第２のワークピース２２２の直径２２０は１５０ｍｍであり、第１のワークピース２０８の直径２１２は１００ｍｍである。
【００５４】
第１の周辺静電チャック部材２１４は、例えば、ベース２０２にさらに動作可能に結合され、図３Ｂに示すように、第２のワークピース２２２の少なくとも周辺領域２２６を支持するように構成された第１の周辺チャック表面２２４を有する。一実施例では、第１の周辺静電チャック部材２１４は、少なくとも第２のワークピース２２２の周辺領域２２６を静電的にクランプするように構成される。
【００５５】
例えば、少なくとも中央チャック表面２０６に対してほぼ垂直（例えば、直角）である軸２３２に沿って、図３Ａに示される引込位置２２８と、図３Ｂに示される伸長位置２３０（注入位置とも呼ばれる）との間で、第１の周辺静電チャック部材２１４を中央静電チャック部材２０４に対して選択的に平行移動させるように、エレベータ２２７がさらに提供および構成される。例えば、第１の周辺チャック表面２２４は、図３Ａの引込位置２２８にあるとき、通常、中央チャック表面２０６の下方に存在し、図３Ｂの伸長位置にあるとき、中央チャック表面２０６とほぼ同一平面上にある。
【００５６】
したがって、図３Ａに示す例の引込位置２２８では、第１のワークピース２０８は中央チャック表面２０６のみと接触し、図３Ｂに示す例の伸長位置２３０では、第２のワークピース２２２は中央チャック表面２０６と第１の周辺チャック表面２２４の両方と接触する。したがって、エレベータ２２７は、第１の周辺静電チャック部材２１４を平行移動させるように動作可能であり、それにより、以下でさらに論じるように、第１のワークピース２０８または第２のワークピース２２２をチャックシステム２００に個々に適応し、クランプすることができる。
【００５７】
別の例示的な態様によれば、第１の周辺シールド２３４がさらに提供され、図３Ａに示されている。第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材２１４が引込位置２２８にあるときに、第１の周辺チャック表面２２４を選択的に覆うように構成される。第１の周辺シールド２３４は、例えば、第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の内径２１６に関連する（例えば、離間して配置される）第１のシールド内径２３６を有する。第１の周辺シールド２３４は、例えば、図３Ｂの第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の外径２１８に関連する第１のシールド外径２３８をさらに有する。したがって、第１の周辺シールド２３４は、一実施例では、第１の周辺静電チャック部材２１４が図３Ａの引込位置２２８にあるとき（例えば、チャックシステム２００が第１のワークピース２０８をクランプしているとき）、第１の周辺チャック表面２２４を図１のイオンビーム１１２から遮蔽するように構成される。
【００５８】
第１の周辺シールドは２３４であり、例えば、半導体材料（例えば、ケイ素）で被覆された金属（例えば、アルミニウム）ディスクを含む。あるいは、第１の周辺シールド２３４は、シリコンウエハなど、図１のイオン注入システム１０１において処理されるものと同様の半導体材料を含むか、またはそれからなる。このように、半導体材料は、ワークピースと同様の方法でイオンビーム１１２からイオンを吸収し、したがって、処理チャンバ１２２内のスパッタ材料からの望ましくない汚染を最小限に抑える。
【００５９】
別の実施例では、図３Ａおよび３Ｂの中央静電チャック部材２０４は、軸２３２に沿ってベース２０２に対して概ね固定され、エレベータ２２７は、図３Ａの引込位置２２８と図３Ｂの伸長位置２３０との間で第１の周辺静電チャック部材２１４を平行移動させるように構成される。あるいは、中央静電チャック部材２０４は、軸２３２に沿ってスキャンアームのベース２０２に対して移動することも可能にされ、エレベータ２２７は、中央静電チャック部材を平行移動させるようにさらに構成される。
【００６０】
チャックシステム２００は、例えば、図１のコントローラ１５２によって制御されてもよく、中央静電チャック部材２０４に対する第１の周辺静電チャック部材２１４の位置（例えば、図３Ａの引込位置２２８および図３Ｂの伸長位置２３０）は、エレベータ２２７の制御によって制御される。さらに、別の例示的な態様によれば、図１の電源１３４は、図３Ａおよび図３Ｂの中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４にさらに動作可能に結合され、コントローラ１５２は、中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材を選択的に通電して、第１のワークピース２０８、第２のワークピース２２２、および第１の周辺シールド２３４それぞれを、中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材に選択的にクランプするようにさらに構成される。一実施例では、コントローラ１５２は、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４を個別におよび／または同時に通電するように構成される。あるいは、複数のコントローラ１５２および電源１３４が、チャックシステム２００の制御のために実装されてもよく、本開示の範囲内に入ることが意図される。
【００６１】
さらに別の実施例によれば、図４に示されるより詳細な図では、１つまたは複数の背面ガスオリフィス２４０が、中央チャック表面２０６および第１の周辺チャック表面２２４のうちの１つまたは複数にさらに設けられ、図１の背面ガスソース１３０は、図３Ａ〜３Ｂのそれぞれの第１のワークピース２０８、第２のワークピース２２２、および第１の周辺シールド２３４の背面冷却のために、１つまたは複数の背面ガスオリフィスに背面ガスを提供するように構成される。図４に示される１つ以上のガス分配通路２４２は、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４にさらに画定されてもよく、ガス分配通路の１つ以上は、１つ以上の背面ガスオリフィス２４０と流体連通している。
【００６２】
例えば、１つ以上の側壁オリフィス２４４が、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４のそれぞれの側壁２４６に画定されてもよく、１つ以上の側壁オリフィスは、中央静電チャック部材に対する第１の周辺静電チャック部材の位置（例えば、図３Ａの引込位置２２８および図３Ｂの伸長位置２３０）に基づいて、それぞれの１つ以上の背面ガスオリフィス２４０に関連する１つ以上のガス分配通路２４２と選択的に流体連通する。例えば、動的シール（図示せず）が、１つまたは複数の側壁オリフィス２４４のそれぞれに関連付けられてもよく、動的シールは、通常、中央静電チャック部材２０４に対する第１の周辺静電チャック部材２１４の平行移動を可能にする一方、１つまたは複数の側壁オリフィスからの図１の処理チャンバ環境１２６への背面ガスの漏れを防止する。
【００６３】
図１の背面ガスソース１３０は、例えば、図４の中央静電チャック部材２０４に動作可能に結合されてもよく、ここで、ガス分配通路２４２のうちの１つ以上は、１つ以上の側壁オリフィスを介して、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４のうちの１つ以上に背面ガスを選択的に供給する。電磁弁または他の装置（図示せず）をさらに設けて、１つまたは複数の側壁オリフィス２４４それぞれを図１のガスソース１３０に選択的に流体連結することができる。
【００６４】
本開示のさらに別の例示的な態様によれば、図５Ａ〜５Ｃに示されるように、図４Ａ〜４Ｂのチャックシステム２００と同様の別の静電チャックシステム３００が示されており、ベース２０２に動作可能に結合された第２の周辺静電チャック部材３０２が追加されている。例えば、第２の周辺静電チャック部材３０２は、第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の外径２１８に関連する（例えば、離間して）第２の内径３０４を有する。第２の周辺静電チャック部材３０２は、例えば、図５Ｃに示されるように、第３のワークピース３１０の直径３０８に関連する第２の外径３０６をさらに有する。図示されるように、第３のワークピース３１０の直径３０８は、図５Ｂの第２のワークピース２２２の直径２２０よりも大きく、図５Ａの第１のワークピース２０８の直径２１８よりもさらに大きい。したがって、第２の周辺静電チャック部材３０２は、概して第１の周辺静電チャック部材２１４を取り囲み、図５Ｃの第３のワークピース３１０の周辺領域３１４を支持するように構成された第２の周辺チャック表面３１２を有する。第２の周辺静電チャック部材３０２は、例えば、第３のワークピース３１０の周辺領域３１４を選択的に静電的に引き寄せるようにさらに構成される。
【００６５】
エレベータ２２７は、例えば、引込位置２２８と伸長位置２３０との間で、軸２３２に沿って、中央静電チャック部材２０４に対して第２の周辺静電チャック部材３０２を平行移動させるようにさらに構成される。第２の周辺チャック表面３１２は、例えば、図５Ｃの伸長位置２３０にあるとき、中央チャック表面２０６とほぼ同一平面上にあり、第２の周辺チャック表面は、図５Ａ〜５Ｂの引込位置２２８にあるとき、中央チャック表面の下側にある。図５Ｃに示される伸長位置２３０においては、例えば、第３のワークピース３１０は、中央チャック表面２０６、第１の周辺チャック表面２２４、および第２の周辺チャック表面３１２に接触してもよい。
【００６６】
上述したのと同様に、図１のコントローラ１５２は、エレベータ２２７の制御を介して、第１の周辺静電チャック部材２１４および第２の周辺静電チャック部材３０２の引込位置２２８および伸長位置２３０を個々に制御するようにさらに構成されてもよい。エレベータ２２７は、例えば、関連する伸長位置２３０および引込位置２２８を個別に制御するための、第１の周辺静電チャック部材２１４および第２の周辺静電チャック部材３０２に動作可能に結合された、個別に制御される複数のエレベータを含んでもよい。さらに、電源１３４は、中央静電チャック部材２０４、第１の周辺静電チャック部材２１４、および第２の周辺静電チャック部材３０２に動作可能に結合されてもよく、コントローラ１５２は、中央静電チャック部材、第１の周辺静電チャック部材、および第２の周辺静電チャック部材を選択的に通電するようにさらに構成される。一実施例では、図１のコントローラ１５２は、図５Ａ〜５Ｃの中央静電チャック部材２０４、第１の周辺静電チャック部材２１４および第２の周辺静電チャック部材３０２に個別におよび／または同時に通電するように構成される。
【００６７】
さらに別の実施例によれば、図５Ｂにおいて、第２の周辺シールド３１６が提供され、第２の周辺シールド３１６は、図５Ｂに示されるように、第１の周辺静電チャック部材２１４が伸長位置２３０にあり、第２の周辺チャック部材３０２が引込位置２２８にあるとき、第２の周辺チャック表面３１２を選択的に覆うかまたは遮蔽するように構成される。例えば、第２の周辺シールド３１６は、第１の周辺シールド２３４の材料と同様の材料で形成されてもよい。
【００６８】
したがって、図５Ａに示す実施例では、第１の周辺シールド２３４の第１のシールド内径２３６は、第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の内径２１６に関連している。例えば、第１のシールド内径２３６は、第１のワークピース２０８の第１の直径２１８と関連している。さらに、図５Ａの実施例では、第１の周辺シールド２３４の第１のシールド外径２３８は、第２の周辺静電チャック部材２１４の第２の外径３０６に関連している。例えば、第１のシールド外径２３８は、図５Ｃの第３のワークピース３１０の直径３０８と関連している。
【００６９】
さらに、図５Ｂの第２の周辺シールド３１６は、例えば、図５Ａの第１の周辺静電チャック部材２１４の第１の外径２１８に関連する第２のシールド内径３１８を有する。図５Ｂの第２のシールド内径３１８は、例えば、第２のワークピース２２２の第２の直径２２０と関連している。さらに、第２の周辺シールド３１６は、第２の周辺静電チャック部材２１４の第２の外径３０６に関連する第２のシールド外径３２０を有する。したがって、支持およびクランプすべきワークピースの所望の数およびサイズに基づいて、任意の数およびサイズの周辺静電チャック部材に従って、任意の数およびサイズの周辺シールドを利用することができる。したがって、本開示は、ワークピースによって覆われていないクランプ面の部分を遮蔽しながら、様々なサイズのワークピースを選択的にクランプするための様々なオプションおよび構成を提供する。
【００７０】
本発明のさらに別の例示的な態様によれば、１つまたは複数の移送装置がさらに提供され、図３Ａ〜３Ｂの中央チャック表面２０６および第１の周辺チャック表面２２４に、少なくとも第１のワークピース２０８、第２のワークピース２２２、および第１の周辺シールド２３４を選択的に移送するように構成される。例えば、図１の真空移送装置１４４は、ロードロック支持部１４６とチャックシステム２００との間で、図３Ａ〜３Ｂの第１のワークピース２０８および第２のワークピース２２２を移送するように構成される。さらに別の実施例では、図１の真空移送装置１４４は、図３Ａ〜図３Ｂの第１の周辺シールド２３４を、第１の周辺チャック表面２２４と、処理チャンバ１２２またはロードロックチャンバ１３６内などの保管場所（図示せず）との間で移送するようにさらに構成される。
【００７１】
図６Ａ〜６Ｃは、例えば、例示的なグリップ機構４００を介して、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４それぞれの上に配置される第１のワークピース２０８および第１の周辺シールド２３４を示す。例えば、図６Ａでは、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４が両方とも伸長位置２３０にあるとき、第１の周辺シールド２１４は、最初に、グリップ機構４００を介して第１の周辺静電チャック部材２１４上に配置される（矢印で示す）。図６Ｂにおいて、第１の周辺静電チャック部材２１４は、引込位置２２８に置かれ、第１のワークピース２０８は、グリップ機構４００を介して中央静電チャック部材２０４上にさらに置かれる（矢印で示される）。図６Ｃは、所定の位置にある第１のワークピース２０８および第１の周辺シールド２１４を示し、チャックシステム２００は、イオン注入または他の処理の準備ができている。
【００７２】
図７Ａ〜７Ｂは、例えば、例示的なグリップ機構４００を介して中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４それぞれの上に配置される第２のワークピース２２２を示す。例えば、図７Ａでは、中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４が両方とも伸長位置２３０にあるとき、第２のワークピース２２２は、最初に、グリップ機構４００を介して中央静電チャック部材２０４および第１の周辺静電チャック部材２１４上に配置される（矢印で示す）。したがって、図７Ｂは、チャックシステム２００がイオン注入または他の処理の準備ができている、定位置にある第２のワークピース２２２を示す。
【００７３】
本開示の別の態様によれば、図６Ａ〜６Ｃおよび図７Ａ〜７Ｂのグリップ機構４００がさらに図８Ａ〜８Ｃに示されており、これは異なるサイズの複数のワークピースを個々にグリップするためのものである。例えば、グリップ機構４００は、それぞれ図９Ａおよび９Ｂに示されるように、グリップ位置４０４と解放位置４０６との間を平行移動するように構成された複数のグリップアーム４０２（例えば、２つのグリップアーム）を含む。複数のグリップアーム４０２は、例えば、互いに対して直線的に平行移動するか、または軸（図示せず）を中心に回転することができる。
【００７４】
図８Ａ〜８Ｃに示されるように、グリップ機構４００は、複数のグリップアーム４０２に動作可能に結合された複数のガイド４０８をさらに備え、複数のグリップアームがグリップ位置４０４にあるとき、複数のガイドの各々の第１のグリップ部４１０は、第１のワークピース２０８の直径に関連付けられる。したがって、複数のガイド４０８の第１のグリップ部４１０（例えば、ノッチ）は、図８Ａに示されるように、複数のグリップアーム４０２がグリップ位置４０４にあるときに、それらの間に第１のワークピース２０８を選択的にグリップするように構成される。第２のグリップ部４１２は、例えば、複数のガイド４０８の各々に設けられ、図８Ｂに示されるように、複数のグリップアーム４０２がグリップ位置４０４にあるときに、第２のワークピース２２２の直径に関連付けられる。したがって、複数のガイド４０８の第２のグリップ部４１２は、複数のグリップアーム４０２がグリップ位置４０４にあるときに、第２のワークピース２２２を選択的にグリップするように構成される。さらに、複数のガイド４０８の第１のグリップ部４１０および第２のグリップ部４１２は、複数のグリップアームが図９Ｂの解放位置４０６にあるときに、それぞれの第１のワークピース２０８および第２のワークピース２２２を選択的に解放するように構成される。
【００７５】
図１０および図１１Ａ〜１１Ｂは、本開示の別の例示的な態様を示し、例示的なロードロック支持部１４６が、図１のロードロックチャンバ１３６内で第１のワークピース２０８および第２のワークピース２２２を支持するために提供される。図１０のロードロック支持部１４６は、例えば、複数の支持部材４５０を備え、支持プレート４５２に固定して結合されている。それぞれの支持部材４５０は、例えば、第１のワークピース２０８（例えば、図１１Ａに示される）の直径に関連付けられた第１の支持構造４５４と、第２のワークピース２２２（例えば、図１１Ｂに示される）の直径に関連付けられた第２の支持構造４５６とを含む。第１の支持構造４５４および第２の支持構造４５６は、例えば、それぞれ、段差４５８または他の機構を備え、第１のワークピース２０８が第１の支持構造上に配置されるとき、第１のワークピースは、通常、第２のワークピース２２２が第２の支持構造上に配置されるときよりも低い平面上に存在する。したがって、図９Ａ〜９Ｂのグリップ機構４００は、ロードロック支持部１４６を変更することなく、図１のロードロック１３６内にそれぞれの第１のワークピース２０８および第２のワークピース２２２をピックアップし、配置することができるので有利である。
【００７６】
支持部材４５０の数、形状、および方向は、例えば、支持されるワークピースの数、形状、およびサイズに応じて変化し得る。例えば、図１２Ａ〜１２Ｃは、３つの異なったサイズのワークピースを支持するように構成された支持部材４７０を示し、第１の支持構造４５４および第２の支持構造４５６に加えて、追加の第３の支持構造４７２が提供される。したがって、図１２Ｃに示されるように、例示的な支持部材４７０は、３つの異なるサイズのワークピース４７４Ａ〜４７４Ｃ（例えば、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍの直径を有するワークピース）を支持するように構成される。
【００７７】
本開示の別の例示的な態様によれば、図１３は、イオン注入システムにおいて可変サイズのワークピースを取り扱い、クランプするための例示的な方法５００を示す。例示的方法は一連の動作またはイベントとしてここに示され説明されているが、いくつかのステップは異なった順序で、および／またはここに示され説明されたものとは別の他のステップと同時に起こり得るので、本発明はこのような動作またはイベントの図示された順序に制限されないことが認識されるべきである。さらに、本発明による方法を実施するために、図示されたすべての工程が必要とされるわけではない。さらに、これらの方法は、ここで図示しかつ記載されたシステムに関連づけて、または、ここで説明しない他のシステムに関連づけて使用できることが理解されるであろう。
【００７８】
図１３の方法５００は、動作５０２で始まり、第１の表面を有する中央静電チャック部材、第２の表面を有する第１の周辺静電チャック部材、および第１の周辺シールドが提供される。動作５０４において、第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材の第２の表面上に配置され、動作５０６において、第１の周辺静電チャック部材は、中央静電チャック部材に対して引っ込められ、動作５０８において、第１のワークピースが、中央静電チャック部材の第１の表面上に配置され、動作５１０において、イオンビームを第１のワークピースに対して通過させることによって、イオンが第１のワークピースに注入され得る。
【００７９】
動作５１２において、第１のワークピースは、中央静電チャック部材から取り出され、動作５１４において、第１の周辺静電チャック部材は、中央静電チャック部材に対して上昇させられ、そこで、第２の表面は、第１の表面とほぼ同一平面上に配置される。動作５１６において、第１の周辺シールドは、第１の周辺静電チャック部材の第２の表面から除去され、動作５１８において、第２のワークピースが、中央静電チャック部材の第１の表面および第１の周辺静電チャック部材の第２の表面上に配置される。動作５２０において、第２のワークピースに対してイオンビームを通過させることによって第２のワークピースにイオンを注入することができ、動作５２２において、第２のワークピースが中央静電チャック部材および第１の周辺静電チャック部材から取り出される。
【００８０】
本発明は、特定の実施形態または特定のいくつかの実施形態に関して示され、説明されたが、上述の実施形態は、ある実施形態の本発明の実装のための例としてのみ役目を果たし、本発明の適用は、これらの実施形態に限定されないことに留意されたい。特に、上述の構成要素（アセンブリ、装置、回路等）によって実行される様々な機能に関して、そのような構成要素を説明するために使用されるターム（「手段」への言及を含む）は、特に指示がない限り、説明された構成要素の指定された機能を実行する（すなわち、機能的に同等である）任意の構成要素に対応することが意図されるが、たとえここに図示された例示的な実施形態において機能を実行する開示された構成と構造的に同等ではないとしても、そのように意図されるタームは、説明された構成要素の指定された機能を実行する（すなわち、機能的に同等である）。さらに、いくつかの実施形態のうちの１つだけに関して特定の機能を開示してきたが、そのような特徴は、任意の所与のまたは特定の用途に望ましく、好都合な他の実施形態の１つまたは複数の他の特徴と組み合わせることができる。したがって、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本開示のいくつかの態様による例示的なイオン注入システムの構成図である。
【図２Ａ】本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１のワークピースの斜視図を示す。
【図２Ｂ】本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第２のワークピースの斜視図を示す。
【図３Ａ】本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１ワークピースの断面側面図を示す。
【図３Ｂ】本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第２のワークピースの断面側面図を示す。
【図４】本開示の様々な態様によるスキャンアームに取り付けられた例示的なチャックシステムの断面側面図を示す。
【図５Ａ】本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第１のワークピースの断面側面図を示す。
【図５Ｂ】本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第２のワークピースの断面側面図を示す。
【図５Ｃ】本開示の様々な態様による例示的なチャックシステム上に配置された第３のワークピースの断面側面図を示す。
【図６Ａ】本開示の様々な態様による、第１のワークピースの処理に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図である。
【図６Ｂ】本開示の様々な態様による、第１のワークピースの処理に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図である。
【図６Ｃ】本開示の様々な態様による、第１のワークピースの処理に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図である。
【図７Ａ】本開示の様々な態様による、第２のワークピースの処理に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図を示す。
【図７Ｂ】本開示の様々な態様による、第２のワークピースの処理に関連する例示的なチャックシステムの断面側面図を示す。
【図８Ａ】本開示の様々な態様による、第２のワークピースがグリップされた例示的なグリップ機構の平面図を示す。
【図８Ｂ】本開示の様々な態様による、第１のワークピースがグリップされた例示的なグリップ機構の平面図を示す。
【図８Ｃ】図８Ａ〜８Ｂの例示的なグリップ機構の斜視図である。
【図９Ａ】本開示の様々な態様による、グリップ位置における例示的なグリップ機構の平面図である。
【図９Ｂ】本開示の様々な態様による、解放位置における例示的なグリップ機構の平面図である。
【図１０】本開示の様々な態様による例示的なロードロック支持部の斜視図を示す。
【図１１Ａ】本開示の様々な態様による、第１のワークピースを支持する例示的なロードロック支持部の平面図を示す。
【図１１Ｂ】本開示の様々な態様による、第２のワークピースを支持する例示的なロードロック支持部の平面図を示す。
【図１２Ａ】本開示の様々な態様による、３つの異なるサイズのワークピースを支持するための例示的な支持部材の平面図である。
【図１２Ｂ】本開示の様々な態様による、第１、第２、および第３のワークピースそれぞれを支持する図１２Ａの例示的な支持部材の側面図である。
【図１２Ｃ】本開示の種々の態様による、第１、第２、および第３のワークピースそれぞれを支持する複数の支持部材の平面図である。
【図１３】本開示のさらに別の態様に従って、様々な直径のワークピースをクランプし、イオンを注入するための手順を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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